University of Cyprus Biomedical Imaging and Applied Optics ΗΜΥ 370 Εισαγωγή στη Βιοϊατρική Μηχανική Εισαγωγή Ιστορία
Ποια Είναι Η Βασικότερη Ιατρική Τεχνολογία στη διάγνωση; 2
Η Βασικότερη Ιατρική Τεχνολογία Ο Ασθενής! Περιγραφή/Ιστορικό = Διάγνωση Οι Αισθήσεις! Όραση (επισκόπηση) Ακοή (καρδιά, πνεύμονες, κοιλιακή χώρα) Αφή (ψηλάφηση, σφυγμός) Όσφρηση (ασθενής, στόμα, κόπρανα, ούρα) Γεύση (ούρα) Σημαντική διαγνωστική μέθοδος μέχρι και τον 20ο αιώνα Σημαντικές εξετάσεις ακόμα και σήμερα A Doctor Examining Urine (Oil on canvas, Ashmolean Museum, Oxford) BIGOT, Trophîme French painter (ca. 1600-1650) 3
Πόσο Αρχαία Είναι η Ιατρική Τεχνολογία; 4
Ο γιατρός-μάγος Προϊστορικοί χρόνοι Ασθένειες προκαλούν τα πνεύματα και οι δαίμονες Γιατρός = μάγος = αρχιερέας Θεραπεία Εξαγνισμός Εξευμενισμός Εκφοβισμός και εκδίωξη Τεχνολογία Ξόρκια Είδωλα Μάσκες, δέρματα και χρώματα Βότανα Χειρουργικές επεμβάσεις! Ακόμα και σήμερα σε πρωτόγονες κοινωνίες Κένυα Αμαζόνιος 5
Προϊστορική Τεχνολογία Πρώτες νευροχειρουργικές επεμβάσεις: Τρυπανισμός (20 000 πχ) Απομάκρυνση κακών πνευμάτων; Επιληψία; Ψυχικές διαταραχές; Ημικρανία; Τελευταία λέξη στην τεχνολογία Τρυπάνια από ξύλινη λαβή και αιχμηρό άκρο Τόξο τρυπανισμού Μερικοί από τους ασθενείς επιβίωναν! Γίνεται και σήμερα! 6
Πότε Παρουσιάστηκαν τα Πρώτα Φάρμακα και οι Πρώτες Χειρουργικές Επεμβάσεις; 7
Μεσοποταμιακή Ιατρική Ασσύριοι, Σουμέριοι, Βαβυλώνιοι (Μεσοποταμία, 3000 π.χ.) Αιγύπτιοι (1500 πχ) Ιατρική-επιστήμη Φυτικής προελεύσεως φάρμακα (συνήθως αναποτελεσματικά) Χειρουργική (καθετηριασμός για βλεννόρροια) Ιατρική-μαγεία-θρησκεία Σπλαχνομαντεία Ξόρκια Οι σφραγίδες μερικών παθολόγων έχουν διασωθεί μέχρι και τις μέρες μας. Φτιάξτε τη φιγούρα του με ζυμάρι Περιλούστε το με νερό και Μετά με το νερό από το ξόρκι. Φέρτε ένα θυμιατήρι και μια δάδα. Όπως το νερό ρέει μακριά από το σώμα του Έτσι και το κακό θα τρέξει μακριά από το σώμα του. 8
Ο Χαμουραμπί Ο Κώδικας του Χαμουραμπί ρύθμιζε και την ιατρική "Αν ένας γιατρός διανοίξει όγκο ελεύθερου άνδρα με μεταλλικό μαχαίρι και του γιατρέψει τον οφθαλμό, θα αμειφθεί με δέκα αργυρά νομίσματα. Αν ο ασθενής είναι γιος πληβείου, θα αμειφθεί με πέντε αργυρά νομίσματα. Αν ο ελεύθερος άνδρας πεθάνει εξαιτίας των χειρισμών του γιατρού, θα πρέπει να του κοπούν τα χέρια. Αν ο γιατρός προκαλέσει τον θάνατο ενός σκλάβου τότε πρέπει να τον αντικαταστήσει". 9
Ποιοι ήταν οι πρώτοι γνωστοί γιατροί; 10
Οι Πρώτοι Γιατροί Σεκετενάνακ και Ιμχοτέπ Ιμχοτέπ (μεταξύ 2700 και 2600 π.χ. ) Μεγάλος Βεζίρης Αστρολόγος Αρχιτέκτονας και οικοδόμος πυραμίδων Ποιητής Παθολόγος του Φαραώ Ο πρώτος πρωκτολόγος ( Ποιμένας του Πρωκτού ) Αργότερα λατρεύτηκε ως ιαματική θεότητα και συγχωνεύθηκε με τον Ασκληπιό (επίσης θεοποιημένος γιατρός) 11
Ο Ασκληπιός Αρρώστιες = τιμωρίες των Θεών Οι άνθρωποι απευθύνονταν στους θεούς για θεραπεία Ασκληπιός (Γιος του Απόλλωνα και της Κορωνίδας) Έμαθε ιατρική από τον κένταυρο Χείρωνα Ασκληπιεία Ναός του Ασκληπιού στην Επίδαυρο Ασκληπιείο της Περγάμου. Ιαματική ράβδος και το ιερό φίδι του Ασκληπιού 12
Ιατρική ως Επιστήμη Ποιος ήταν ο πρώτος γιατρός-επιστήμονας; 13
Αρχαία Ελλάδα: Ιατρική-Επιστήμη Η ιατρική διδάσκεται σε Σχολέςφιλοσοφικά κέντρα (6 ο π.χ. αιώνα) Αλκμαίων ο Κροτωνιάτης (μαθητής του Πυθαγόρα) Ανατομικές σχέσεις των αισθητηρίων οργάνων με τον εγκέφαλο Στον εγκέφαλο εδράζεται ο νους και εκεί συντελούνται οι λειτουργίες της σκέψης και της μνήμης. Ο πρώτος επιστήμονας-ιατρός 14
Ο Ιπποκράτης Ιπποκράτης (460-377 π.χ.) Αρρώστια Διαταραχή της ισορροπίας των χυμών Θεραπείες Εμετικά, καθαρτικά ή σικύες (βεντούζες) Φάρμακά κυρίως βοτανικά (κυρίως αναποτελεσματικά) Δίαιτα, γυμναστική, μουσική και αποφυγή υπερβολικής κόπωσης Καυτηριασμός Αναισθητική δράση του οπίου και του μανδραγόρα Ο Ιπποκράτης πίστευε στη δύναμη της φύσης να θεραπεύει στη δύναμη του σώματος να θεραπεύεται το ίδιο στην επιρροή της γεωγραφικής θέσης στις ασθένειες. Προσεκτική παρατήρηση και καταγραφή συμπτωμάτων Πρόγνωση Συστηματική ιατρική κατάρτιση (ανδρών και γυναικών) Η ιατρική του Ιπποκράτη κυριάρχησε στην Ευρωπαϊκή ιατρική για πάνω από δύο χιλιάδες χρόνια 15
Ιατρική Top Ten Ποιες Ήταν οι Μεγαλύτερες Καινοτομίες στην Ιατρική; 16
Ιατρική Top Ten 10. Ραδιενέργεια και Ραδιοθεραπεία 17
Μαρί και Πιέρ Κιουρί Μαζί μελέτησαν την ακτινοβολία (Becquerel 1896) Η Μαρί την ονόμασε ραδιενέργεια Ράδιο και Πολώνιο, 1902 τόνοι μεταλλεύματος ουρανίου ραδιενεργές του ιδιότητες στη θεραπεία κακοηθών όγκων βάσεις της ακτινοθεραπευτικής Νόμπελ Φυσικής 1903 Ο Πιέρ σκοτώθηκε σε αυτοκινητιστικό δυστύχημα ενώ διασταύρωνε τον δρόμο Η Μαρί πήρε την θέση του στην Σορβόννη Νόμπελ Χημείας, 1911. Πέθανε από αναιμία, πιθανότατα λόγω των επιπτώσεων της ραδιενέργειας, 1934 1η γυναίκα με πτυχίο Φυσικής από την Σορβόννη, 1893 1η γυναίκα που δίδαξε εκεί στα 650 χρόνια ιστορίας της 1ο άτομο με δυο Νόμπελ 1ο άτομο που έχασε την ζωή του λόγω ραδιενέργειας; 18
Σύγχρονη Ακτινοθεραπευτική Χρήση της ραδιενεργούς ακτινοβολίας (συνήθως Χ ή γ) για αντιμετώπιση κακοηθών όγκων Η ακτινοβόληση γίνεται από εξωτερική πηγή ακτινοβολίας εστιάζονται και διασταυρώνονται προφυλάσσοντας τους υγιείς ιστούς με την εμφύτευση ραδιενεργών στοιχείων στην περιοχή του όγκου ενδοφλέβιες ραδιενεργές ουσίες με εκλεκτική πρόσληψη από τα κύτταρα συγκεκριμένων όγκων π.χ. ραδιενεργό Ιώδιο που απορροφάται από τα κύτταρα του καρκίνου του θυρεοειδή αδένα Επιδρά κυρίως σε κύτταρα που βρίσκονται σε φάση διαίρεσης καταστρέφει τους κακοήθεις όγκους που έχουν υψηλούς ρυθμούς αναδιπλασιασμού 19
Ιατρική Top Ten 9. Χειρουργική και Χειρουργικά Εργαλεία 20
Αμβρόσιος Παρέ Γαλλία (1517-1590) Πρόοδος στην χειρουργική Χωρίς ακαδημαϊκή εκπαίδευση ξεκίνησε ως κουρέας νοσοκομείου του Παρισιού οι κουρείς της εποχής εκτελούσαν απλές χειρουργικές επεμβάσεις Απέκτησε μεγάλη φήμη ως στρατιωτικός γιατρός επανάσταση στην αντιμετώπιση των πολεμικών τραυμάτων αντικατέστησε τη χρήση καυτού λαδιού με την εφαρμογή απλού καθαρισμού και περίδεσης Εμπνευστής και σχεδιαστής χειρουργικών εργαλείων καθώς και μηχανικών προθέσεων επεμβάσεις στον οφθαλμό αντικατάσταση ακρωτηριασμένων μελών 21
Ιατρική Top Ten 8. Κυκλοφορία του Αίματος 22
Αφαίμαξη Παρά την πρόοδο της ιατρικής τον 19ο αιώνα, η αφαίμαξη εξακολουθούσε να χρησιμοποιείται Απαλλαγή ασθενειών από δηλητήρια και κακά πνεύματα Η πιο δημοφιλής μέθοδος αφαίμαξης (από τα αρχαία χρόνια) ήταν με τη χρησιμοποίηση βδελλών Το 1833 εισήχθηκαν στη Γαλλία 40 εκατομμύρια βδέλλες. Hirudo medicinalis Η ιρουδίνη (πρωτεΐνη, που λαμβάνεται από τη βδέλλα Hirudo medicinalis) είναι ένας νέος ειδικός αναστολέας της θρομβίνης Το 1999, η Τουρκία εξήγαγε περισσότερες από 800.000 φαρμακευτικές βδέλλες (80% των δηλωμένων πωλήσεων παγκοσμίως.) 23
Η κυκλοφορία του αίματος Μέχρι τον 17ο αιώνα επικρατούσε η αντίληψη ότι το αίμα συντίθεται από τις τροφές στο συκώτι και μεταφέρεται με τα αγγεία στους ιστούς, όπου και καταναλώνεται από αυτούς Ουίλιαμ Χάρβεϋ (1628) το αίμα κυκλοφορεί μέσα στα αγγεία η καρδιά αναλαμβάνει το ρόλο της αντλίας έθεσε τις βάσεις για μια μηχανιστική θεώρηση του ανθρώπινου οργανισμού 24
Στηθοσκόπιο Ακρόαση της καρδιάς και των πνευμόνων το αυτί του γιατρού τοποθετημένο πάνω στον θώρακα του ασθενούς Ρενέ Λενέκ (1781-1826) Δεν ήθελε να βάλει το αυτί του στο στήθος νεαρής κοπέλας Φύλλα χαρτιού τυλιγμένα σε ρολό μεταξύ του αυτιού και του ασθενούς Εντυπωσιάστηκε από το αποτέλεσμα Διαυγέστερος ήχος Κατασκεύασε το 1816 το πρώτο μονό (ακρόαση από το ένα αυτί) στηθοσκόπιο Το 1850 κατασκευάστηκε το διπλό στηθοσκόπιο 25
Ιατρική Top Ten 7. Ανατομία 26
Λεονάρντο Ντα Βίντσι Πολυμαθέστατος, μεγαλοφυής και ταλαντούχος καλλιτέχνης, επιστήμονας και θεωρητικός μηχανικός Ανατομές του ανθρώπινου σώματος άνω γναθιαίο κόλπο και το έμβρυο στη μήτρα Σκόπευε να δημιουργήσει μια σημαντική ανατομική εργασία το έργο εγκαταλείφθηκε με το θάνατο του καλλιτέχνη συνεργάτη του 27
Ανδρέας Βεζάλιους (1514-1564) Γεννήθηκε στις Βρυξέλλες το 1514 Δάσκαλος της χειρουργικής και της ανατομικής στην Πάδοβα Εκδίδει το 1543 το μνημειώδες έργο, De humani corporis fabrika (Περί της κατασκευής του ανθρωπίνου σώματος) ενσωμάτωση της έξοχης εικονογράφησης αναγορεύεται σε θεμελιώδες ανατομικό σύγγραμμα 28
Ιατρική Top Ten 6. Ακτίνες Χ - Ακτινογραφίες 29
Ακτίνες Χ Βίλχελμ Κόνρατ Ραίντγκεν 8 Νοεμβρίου του 1895 ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο στο κενό του ηλεκτρικού λαμπτήρα διέκρινε μια λάμψη προερχόμενη από τη φωσφορίζουσα άνοδο του σωλήνα άφηνε αποτυπώματα σε φωτογραφική πλάκα οι ακτίνες ήταν σε θέση να περάσουν ακόμα και ένα τραπέζι από ξύλο ή ένα βιβλίο με 1000 σελίδες 1901 κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής 30
Ιατρική Top Ten 5. Αναισθησία 31
Αναισθησία Αντιμετώπισης του πόνου κατά τη διάρκεια χειρουργικών επεμβάσεων τον 19ο αιώνα μεγάλες ποσότητες αλκοόλ χτυπήματα στο κεφάλι μέχρι να πέσουν αναίσθητοι οι τυχεροί λιποθυμούσαν από τον πόνο κατά τη διάρκεια της επέμβασης Ρεκόρ: 30 δευτ. για ακρωτηριασμό (χειρούργος του Ναπολέοντα) Το 1816 έγινε η πρώτη δημόσια επίδειξη χειρουργικής αναισθησίας χρήση αιθέρα 32
Ιατρική Top Ten 4. Μικρόβια και Ασηψία 33
Μικρόβια και Ασθένειες Ο ρόλος των μικροβίων στην πρόκληση ασθενειών αδιευκρίνιστος μέχρι και το δεύτερο μισό του 19ου αιώνα Ζέμελβαϊς και Λίστερ συνέδεσαν τα μικρόβια με τις λοιμώξεις αντιμετωπίστηκαν με δυσπιστία Προληπτικά μέτρα σε θαλάμους και χειρουργεία στοιχειώδης καθαριότητα Λ. Παστέρ και Ρ. Κοχ στα τέλη του 19ου αιώνα εδραίωσαν τη "μικροβιακή θεωρία" σύνδεση συγκεκριμένων μικρόβιων με αντίστοιχες νόσους ανάπτυξη μεθόδων πρόκλησης ανοσίας παρασκευή εμβολίων και αντιορών 34
Ιατρική Top Ten 3. Εμβολιασμός 35
Έδουάρδος Τζέννερ Απόπειρες προφύλαξης από την ευλογιά, αρχές 18ου αιώνα υγρού από εξανθήματα πασχόντων ως εμβόλιο συχνά οδηγούσε στη μόλυνση του εμβολιαζόμενου Επιδημίας ευλογιάς, 1796 60 εκατομμύρια νεκροί Έδουάρδος Τζέννερ (Αγγλία, 1749-1823) Θεμελίωσε τη μέθοδο του εμβολιασμού το 1798 Υγρό και εξανθήματα της ηπιότερης ευλογιάς των αγελάδων (δαμαλισμός) την μετέδωσε στο γιο του κηπουρού του που διέτρεχε μεγάλο κίνδυνο μετά από σύντομο χρονικό διάστημα μετέδωσε την ευλογιά το παιδί παρέμεινε υγιές variola virus Τελευταία εμφάνιση: Σομαλία 1977 Πυρετός, αδιαθεσία, κατάπτωση, πονοκέφαλος, πόνοι στην πλάτη και στους μυς, φυσαλιδώδη και μετά φλυκταινώδη εξανθήματα vaccinate από το Λατινικό vacca = cow 36
Εμβολιασμός Ευαισθητοποίηση της άμυνας του οργανισμού χωρίς να προκαλέσει τη νόσο Ευαισθητοποιεί κατάλληλα το ανοσοποιητικό σύστημα Στηρίζεται στην ικανότητα μνήμης του ανοσοποιητικού (αμυντικού) συστήματος Χρησιμοποιούσαν εξασθενημένα στελέχη ή τμήματα λοιμογόνων μικροοργανισμών (ιών, βακτυριδίων) Σήμερα τα περισσότερα κατασκευάζονται χημικά χωρίς χρήση των μικροοργανισμών Σε πιθανή μόλυνση το σώμα αντιδρά αποτελεσματικά Γιατί δεν υπάρχει εμβόλιο για τον υιό HIV (AIDS); αλλάζει συνεχώς μολύνει τα Τ κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος μπορεί να μεταδοθεί και ελεύθερος και μέσα στα Τ κύτταρα δεν είναι βέβαιο με πιο τρόπο μπορεί ο οργανισμός να τον καταπολεμήσει 37
Ιατρική Top Ten 2. Αντιβιοτικά 38
Αλέξανδρος Φλέμινγκ Βακτηριολόγος Σύζυγος του ήταν η Ελληνίδα γιατρός και βοηθός του, Αμαλία. Τυχαία μια από τις σημαντικότερες ιατρικές ανακαλύψεις (1928) Καλλιέργειες σταφυλόκοκκων Παρουσία μύκητα penicillium notatum Αναστέλλεται η αύξηση των βακτηριδίων Ονόμασε την ουσία Penicillin Δεν αναγνώρισε όμως τις θεραπευτικές της δυνατότητες. Το 1941 χρησιμοποιήθηκε η πενικιλίνη σε ανθρώπους E.B.Τσέιν και Χ. Β. Φλόρεϊ Ανακάλυψαν την εργασία του Φλέμινγκ Δοκιμαστικά για θεραπευτικούς σκοπούς λίγο πριν από την έκρηξη του Β' ΠΠ. Πάμπολλες μολυσματικές και επιδημικές ασθένειες. Φλέμινγκ, Τσέιν και Φλόρεϊ: βραβείο Νόμπελ για το έτος 1944. 39
Ανθεκτικότητα στα Αντιβιοτικά Ποσοστό 20 έως 50% των αντιβιοτικών συνταγογραφείται άσκοπα Κρυολογήματα, γρίπη, βρογχίτιδα, νοσήματα που οφείλονται σε ιούς. Υποχωρούν χωρίς θεραπεία σε μερικές ημέρες. Υπό την πίεση του χρόνου Συνταγή μισό λεπτό Να εξηγήσει στον ασθενή ότι τα φάρμακα δεν είναι απαραίτητα 10 έως 15 λεπτά Ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά Οργανισμοί με ανθεκτικότητα επιβιώνουν. Μεταδίδουν το γενετικό υλικό τους και σε άλλους. Ανθεκτικά σε πολλαπλά φάρμακα παθογόνα μικρόβια "Ο παιδίατρός μου είναι καταπληκτικός. Μόλις η κόρη μου κρυολογήσει, μου υπαγορεύει μια συνταγή αντιβιοτικού από το τηλέφωνο και το κρυολόγημα περνάει σχεδόν αμέσως" Ανεξέλεγκτες επιδημίες βακτηριακών ασθενειών που δεν μπορούν να θεραπευθούν 40
Ιατρική Top Ten 1. Γενετική / DNA 41
Γενετική Μηχανική Αποκρυπτογράφηση του γενετικού κώδικα του ανθρώπου Εφαρμογή στην πρόληψη ή διάγνωση ασθενειών DNA πυρήνες των κυττάρων με τη μορφή χρωμοσωμάτων γονίδια: συγκεκριμένη αλληλουχία χημικών δομών περιέχει τον κώδικα για την παραγωγή πρωτεϊνών βάση της δομής και λειτουργίας κάθε οργανισμού 42
Γενετική Μηχανική Παρασκευή εμβολίων ή ορμονών αντιμετώπιση συγκεκριμένων ασθενειών ανθρώπινη ινσουλίνη παράγεται από μεταλλαγμένα βακτηρίδια (προϊόντα γενετικής μηχανικής) για την αντιμετώπιση του διαβήτη Ζώα εργαστηριακά μεταλλαγμένα με ξεχωριστές ιδιότητες, π.χ. μεταλλαγμένες αγελάδες που παράγουν ανθρώπινο γάλα γουρούνια με όργανα που μπορούν χωρίς επιπλοκές να μεταμοσχευτούν στον άνθρωπο Μεταλλαγμένα φυτά με μεγαλύτερη ανθεκτικότητα και παραγωγικότητα 43
Βιοϊατρική Μηχανική Μη αυστηρός ορισμός της Βιοϊατρικής Μηχανικής: Η εφαρμογή τεχνικών μηχανικής και αναλύσης για την επίλυση προβλημάτων στον τομέα της ιατρικής και των βιοϊατρικών επιστημών Γιατί Βιοϊατρική Μηχανική; Ελπιδοφόρες μελλοντικές εξελίξεις Βελτίωση της ιατρικής, σώζει ζωές Πολυάριθμες δυνατότητες ανάλογα με το επίπεδο εξιδανίκευσης στη βιολογία και την ειδικότητα της μηχανικής «Υβριδοποίηση» δεξιοτήτων και γνώσεων 44
Bureau of Labor Statistics, U.S. Department of Labor, 2010 45
Ορισμοί Μηχανική - Επιστήμες Οι Επιστήμονες προσπαθούν να δημιουργήσουν νέα γνώση για το πώς λειτουργούν τα πράγματα Οι Μηχανικοί κατανοούν καλά το εργαλεία που παρέχουν οι επιστήμες και τα μαθηματικά και τα χρησιμοποιούν για να λύσουν προβλήματα για δημόσιο ή/και οικονομικό όφελος 46
Ορισμοί Βιοϊατρική μηχανική (Biomedical Engineering) Η χρήση της μηχανικής επιστήμης και των μαθηματικών για την αντιμετώπιση προβλημάτων στον τομέα της ιατρικής. Διαφέρει από τη βιοτεχνολογίας, μια και εστιάζει περισσότερο σε τεχνολογία (λιγότερο βιολογική) έρευνα. Εμβιομηχανική (Bioengineering) Συχνά χρησιμοποιείται ως αντίστοιχη με την βιοϊατρική μηχανική. Όταν γίνεται διάκριση μεταξύ των δύο, συνήθως η εμβιομηχανική τείνει να αναφέρεται σε μηχανική χρήση βιολογικών ουσιών, συχνά σε ένα υψηλότερο επίπεδο μηχανικής από τη βιοτεχνολογία. Βιοτεχνολογία (Biotechnology) Ένας όρος που είναι γενικά παρόμοιος με την "Εμβιομηχανική", αλλά, αναφέρεται πιο συγκεκριμένα στον άμεσο χειρισμό και τη χρήση ζώντων βιολογικών ουσιών. Κλινική (ιατρική) μηχανική (Clinical or Medical Engineering) Η χρήση μηχανικής, εννοιών διαχείρισης και τεχνολογίας για τη βελτίωση της ιατρικής περίθαλψης και την ελαχιστοποίηση του κόστους στα νοσοκομεία. Παροχή υπηρεσιών για την άμεση αντιμετώπιση των προβλημάτων που προέρχονται από το κλινικό περιβάλλον. Υπεύθυνοι για την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια του εξοπλισμού και δεσμεύονται από τους κανονισμούς. 47
Βιοϊατρικοί Μηχανικοί Εφαρμόζουν διάφορες αρχές της μηχανικής Ηλεκτρικής και ηλεκτρονικής όργανα, βιοενισχυτές μηχανολογίας τεχνητά μέλη, προθέσεις φυσικής διαγνωστική απεικόνιση και θεραπευτικές συσκευές χημείας βιοαισθητήρες, χημικοί αναλυτές οπτικής οπτικές ίνες, οπτικές μετρήσεις πληροφορικής συστήματα υπολογιστικής ιατρικής, ανάλυση σημάτων και εικόνας, συστήματα πληροφοριών επιστήμης των υλικών εμφυτεύσιμες συσκευές, τεχνητοί ιστοί για να κατανοήσουν, να τροποποιήσουν, ή να ελέγξουν βιολογικά συστήματα 48
Βιοϊατρικοί Μηχανικοί Στην ευρύτερη έννοιά της, η βιοϊατρική μηχανική περιλαμβάνει την κατάρτιση κλινικών μηχανικών στον τομέα της υγείας μηχανικών για τη βιομηχανία βιοχαρτικό σχεδιασμό Επιχειρηματικότητα στην τεχνολογία ερευνητικών επιστημόνων 49
Ειδικότητες Εμβιομηχανοτρονική (biomechatronics) Αποσκοπεί στο να ενσωματωθούν μηχανικά, ηλεκτρικά και βιολογικά μέρη μαζί π.χ. ειδικευμένα ηλεκτρόδια, προηγμένες μηχανικές προσθετικές Βιοϊατρικά Όργανα (bioinstrumentation) Κατασκευή συσκευών για τη μέτρηση των παραμέτρων της φυσιολογικής κατάστασης π.χ. Ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ), ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (EEG), Βιοϋλικά (Biomaterials) Ανάπτυξη υλικών, που είτε προέρχονται από βιολογικές πηγές ή είναι συνθετικά, και χρησιμοποιούνται γενικά για ιατρικές εφαρμογές π.χ. βιοπολυμερή, ικριώματα για τη τεχνητούς ιστούς, επιστρώσεις για μεταμοσχεύσεις Εμβιομηχανική (biomechanics) Μελέτη της μηχανικής όπως εφαρμόζεται σε βιολογικές δομές π.χ. Μυοσκελετική μηχανική, η ανάλυση τραυμάτων Sieve electrode design 12 lead EKG configurations 50
Ειδικότητες Βιονική (Bionics) Επίσης γνωστή ως βιομιμητική. Χρήση βιολογικών μηχανισμών ως πηγή έμπνευσης για ανάπτυξη τεχνολογίας π.χ. πατούσα σαμιαμιδιού, βέλκρο, αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά Κυτταρική μηχανική, γενετική μηχανική, μηχανική ιστών Χειρισμός ζωντανών κυττάρων για αντικατάσταση/βελτίωση υφιστάμενων διεργασιών ή πρόσδοσης καινούργιων μοναδικών λειτουργιών π.χ. Γενετικά τροποποιημένες καλλιέργειες, αναγέννηση ιστών Ιατρικής απεικόνιση Απεικόνιση της ανατομίας και φυσιολογίας, που είναι απαραίτητες για τη σύγχρονη διάγνωση και θεραπεία π.χ. X-ray, CAT, MRI, fmri, PET, υπερηχογράφημα Βιονανοτεχνολογία (bionanotechnology) Συνδυασμός της νανοτεχνολογίας και της βιολογίας π.χ. νανοτεχνολογία DNA Gecko foot and carbon nanotube imitation Set of fmri data Boxes made with DNA origami 51
Δευτερεύον Πτυχίο Βιοϊατρικής 52